基于Ｍａｔｌａｂ的Ｂｕｃｋ电路的研究作者：姜春玲 王春玲来源：《现代电子技术》2008年第24期 摘 要：电力电子电路设计时参数的选择、计算，往往比较复杂，利用Matlab 中的电力系统工具箱，不用进行编程,也无需推导电路、系统的数学模型，就可以很快得到系统的仿真结果。以Buck电路为实例，讨论了其输出电压脉动产生的原因，并利用Matlab建立了电路模型，通过对仿真结果分析将有关参数进行了修改，从而确定了最佳参数模型。可以看出Matlab作为一种新型的高性能的语言,为电力电子技术的研究与应用实现提供了理想的工具。 关键词：Matlab；降压斩波电路；电压脉动；计算机仿真
中图分类号：TM743文献标识码：A
二维码支付文章编号：1004-373X(2008)24-031-03
Research of the Buck Chopper Based on Matlab
JIANG Chunling,WANG Chunling
(Taishan University,Tai′an,271021,China)
Abstract：This is a complex problem in selecting and calculating the parameter,when designing the power electronic circuit.By using the power systems toolbox in Matlab ,users can quickly find out and analyze the results from simulation,don′tneed know the mathematics model and programming.This paper discusses the reason of voltage ripple in buck chopper output,sets up the system model in Matlab,and modifies the parameter by analysing the simulation result,in the end,it confirms the optimum parameter model.Matlab is the ideal tool used for the research and application of power electronics as a new style and high-powered language.
Keywords：Matlab;buck chopper;voltage ripple;computer simulation
1 引 言
随着计算机技术的发展,计算机软件为普通科研人员进行电力系统仿真奠定了坚实的基础。Mathworks公司推出的基于Matlab平台的Simulink是动态系统仿真领域中广为应用的
仿真集成工具之一,它在各个领域得到广泛的应用。Simulink提供了大量的功能模块，其中的电力系统工具箱是专门为电力电子电路仿真设计的。在此正是利用Matlab对Buck电路进行研究和分析。
2 Buck电路分析
降压斩波电路（Buck Chopper）是直流斩波电路中应用最为广泛的一种电路形式。Buck电路用于降低直流电源的电压，其原理电路如图1。假设设计一个输入E=200 V，输出U o=100 V，R=2 Ω的电路。
基于图1构建电路，但是在实际测试时发现电路输出电压的脉动较大，图2为L=0.1 mH透射电镜样品制备，脉冲频率f=10 kHz时的输出电压波形。因此，如何合理选择参数、减小输出脉动，是研究和设计Buck电路的关键。
图１ Buck电路
图2 无电容时输出负载电压波形
图贴片共模电感1工作过程为在开关器件VT导通时有电流流经电感L向负载供电，假定在这期间U o不变，电感电流按直线规律从I 1上升到I 2，则有: E网页电视－U o=LI 2－I 1t on(1)
t on=(I 2－I 1)LE－U o(2)
转移印花在开关器件VT关断时，电感L释放能量，维持负载电流。假定这期间电感电流按直线规律从I 2下降到I 1，则有声音检测电路:
U o=LI 2－I 1t off(3)
t off=(I 2－I 1)LU o(4)
